Widerstandsrelaxation am System Niob-Wasserstoff

Schnabel, D.

Book/Report

FZJ-2017-06199

Widerstandsrelaxation am System Niob-Wasserstoff

Schnabel, D. (Corresponding author)FZJ*

1972
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 878, 47, 29 p. (1972)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/15203

Report No.: Juel-0878-FF

Abstract: Legt man an eine mit Wasserstoff beladene Niob-Probe eine inhomogene elastische Spannung, so wandern die H-Atome aus den komprimierten in die dilatierten Bereiche. Diese Umverteilung läßt sich mittels elektrischer Widerstandsmessung verfolgen. Die Relaxationszeit ist ein Maß für die Diffusionskonstante, die sich einstellende neue Konzentrationsverteilung bestimmt $\partial \mu / \partial c$ die Ableitung des chemischen Potentials der Wasserstoffatome nach der Konzentration. Die Messungen wurden im Bereich des kritischen Punktes dieses Systems von C $\thicksim$ 10 bis $\thicksim$ 55 (at % H/Nb) und T $\thicksim$ 100 bis $\thicksim$ 300 ($^\circ C$) ausgeführt. Die kritischen Daten ergeben sich zu $c_{c}$ = 32 $\pm$ 2 (at %), $T_{c}$ = 157 $\pm$ 5 ($^\circ C$). Die kritischen Exponenten $\delta$ = 3,1 $\pm$ $^{0,6}_{0,4}$ und $\gamma$ = 0,99 $\pm ^{0,14}_{0,06}$ zeigen im gemessenen Temperaturbereich (T - $T_{c}/T_{c} \geqslant 2 \cdot 10^{-2}$) keine Abweichungen vom Curie-Weiss Verhalten. Die Konzentrations- und Temperaturabhängigkeit von $\partial \mu / \partial c$ läßt sich mit Hilfe des Gittermodells in mittlerer Feld-Näherung gut beschreiben, wobei man allerdings annehmen muß, daß nicht jeder mögliche Zwischengitterplatz von einem Wasserstoffatom eingenommen werden kann, d.h. daß es eine effektive Zahl von Zwischengitterplätzen gibt. Aus einem Vergleich der Meßdaten mit dem Gittergasmodell ergibt sich die maximale Wasserstoffkonzentration zu 8 i $\pm$ 6 (at %) , die mittlere Wechselwirkungsenergie u zu 0,26 $\pm$ 0,02 (eV/100 at %) und die Spur des Doppelkrafttensors zu 12,0 $\pm$ 1,2 (eV) Die experimentell bestimmte Wechselwirkungsenergie stimmt mit der berechneten elastischen Wechselwirkungsenergie überein. Es wird deswegen angenommen, daß die anziehende Wechselwirkung hauptsächlich elastischer Natur ist. Die Übereinstimmung der Experimente mit dem Gittergasmodell in mittlerer Feld-Näherung spricht für die Existenz einer langreichweitigen Wechselwirkung.Die Diffusionskonstante ist konzentrationsabhängig und zeigt "critical slowing down". Die Beweglichkeit, die den Einzelsprung der Wasserstoffatome kennzeichnet, verhält sich im Bereich des kritischen Punktes nicht anomal. Die Konzentrationsabhängigkeit der Beweglichkeit wird hauptsächlich dadurch bestimmt, daß mit zunehmender Wasserstoffkonzentration die Zahl der verfügbaren effektiven Zwischengitterplätze immer geringer wird.

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